JP5516491B2 - 車両の筐体取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のフロアの下側に配備された車両の筐体取付構造、特に、フロアの作業穴と筐体の上向き開口とを弾性筒体により上下に連結するようにした車両の筐体取付構造に関する。

車両のフロアの直下には、筐体、例えば、扁平箱状の電池パックが配設され、同電池パックは車体下部のフレーム部材に取付枠を用いて一体的に取付けられる。このような電池パックの収容空間にはバッテリユニットが配備される。この収容空間は通常時には車外からシールされ、車内のフロアの作業穴に連通するが、この作業穴は開閉蓋で閉鎖状態に保持されている。
ところで、収容空間のバッテリユニットは複数のバッテリモジュールを直列接続しており、電源遮断装置が設けられている。この電源遮断装置は、バッテリモジュールどうしを直列接続している電気回路の中間部に設けられた端子部と、該端子路を電気的に遮断することが可能なサービスプラグ等によって構成されている。サービスプラグは、バッテリケースの外部から手動で操作可能な操作レバーを有し、この操作レバーを操作することにより、バッテリモジュールの電気回路を電気的に遮断することができる。

ここで、車内のフロアの作業穴と直下の電池パックの上向き開口とは上下に向いた筒状の弾性筒体で相対的な変位を許容した状態で、車外に対しシール性を保持した状態で連結されている。
例えば、特許文献１には、ブーツ部材の上端部に環状膨出部が形成され、ここには環状に溝が形成され、この溝がフロアパネルのブーツ取付孔の縁に嵌着されることで、ブーツ部材の上端がブーツ取付孔に固定され、その上にブーツの開口を閉鎖するキャップ部材が締結されている。このブーツ部材の下端は同下端より拡径方向に延出するフランジ部が環状の押さえ板を介してバッテリケースのブーツ取付部に複数箇所で締結され、シールされている。

特開２００９−８３６０１号公報

ところで、上下に配備されたフロアパネルのブーツ取付孔とバッテリケースのブーツ取付部間を互に連結する弾性筒体であるブーツ部材は、その上下各端部がフロアパネルのブーツ取付孔やバッテリケースのブーツ取付部に離脱することなく、シール性を保持して確実に取付けられる必要がある。
ここで、特許文献１に開示されたブーツ部材の上端部には環状膨出部が形成され、そこに外周溝が形成され、これがフロアパネルのブーツ取付孔に嵌着されており、環状膨出部の保形性だけで離脱を阻止し、シール性を確保するという構成を採る。
更に、ブーツ部材の下端部にはフランジ部が形成され、このフランジ部は円環状の押さえ板を介して複数箇所でブーツ取付部に締結される。

しかし、作業者がブーツ部材の内部を通して電池パック内の操作部材を操作できるよう、ブーツ取付部の開口が比較的大きく形成された場合、環状膨出部の保形性や環状の押さえ板のみの構造に対して、ブーツ部材の取付け保持力やシール性がより向上するよう改良が求められる。
本発明は以上のような課題を解決するため、車両のフロアの作業穴とフロア下側の筐体に設けた上向き開口との間を連結する弾性筒体を確実に取付け、離脱を防止した上でシール性を確保できる車両の筐体取付構造を提供することにある。

本願請求項１の発明は、車両のフロアに形成したメンテナンス用の作業穴とフロアの下側に配備された箱状筐体の上面壁に形成した上向き開口とを上下に延びる弾性筒体により連結し、前記作業穴の環状周縁部には該作業穴を覆う板状の蓋部材が開閉可能に締結される車両の筐体取付構造において、前記上向き開口には該上向き開口の開口縁より上方に延出する開口筒部と該開口筒部の突端より拡径方向に屈曲して延びる環状係止部とが形成され、前記弾性筒体の上端には該上端より拡径方向に延出し前記環状周縁部に重なり前記蓋部材と前記環状周縁部により挟持された状態で締結される環状フランジが形成され、前記弾性筒体の下端には該下端より縮径方向に延出し前記開口筒部の外周面に嵌着すると共に下方向から前記環状係止部に当接する環状膨出部を形成し、該環状膨出部の内周面には前記開口筒部に密着する内側環状リップが突設され、前記環状膨出部と前記開口筒部を挟持する結合部材により一体的に結合したことを特徴とする。

本願請求項２の発明は、請求項１記載の車両の筐体取付構造において、前記弾性筒体の下端及び環状膨出部のいずれかの部位に前記開口筒部の近傍の上面壁に環状を成して密着する環状下向きリップが延出形成されたことを特徴とする。

本願請求項３の発明は、請求項１又は２記載の車両の筐体取付構造において、前記結合部材はクリップであることを特徴とする。

本願請求項４の発明は、請求項１又は２記載の車両の筐体取付構造において、前記結合部材は締め付けベルトであることを特徴とする。

本願請求項５の発明は、請求項１、２又は３記載の車両の筐体取付構造において、前記箱状筐体は電池ユニットを収容保持する電池パックであることを特徴とする。

本願請求項６の発明は、請求項５記載の車両の筐体取付構造において、前記車両は電気自動車であり、前記上向き開口の直下位置には遮断装置本体と該遮断装置本体に設けた電源側電線の端子金具と負荷側電線の端子金具との導通又は非導通を切換えるサービスプラグとが配備されたことを特徴とする。

請求項１の発明は、フロアに形成した作業穴と筐体に形成した上向き開口とを上下に向いた弾性筒体で連結するにあたり、弾性筒体の上端の環状フランジが環状周縁部に重なり蓋部材により挟持された状態で締結され、弾性筒体の下端には開口筒部の外周面に嵌着する環状膨出部を形成し、その環状膨出部は環状係止部に上方向で係止され内周面に開口筒部に密着する内側環状リップが突設され、環状膨出部と開口筒部の互いに重なる両上突部を結合部材により一体的に結合し相互の離脱を防止し確実に取付できるので、車両のフロアに形成した作業穴と筐体の上向き開口とを弾性筒体によりシール性を確保してその離脱を防止して確実に締結することができる。

請求項２の発明は、開口筒部の近傍の上向き壁に環状を成して密着する環状下向きリップが、同部のシール性を保持するので、これと内側環状リップとで弾性筒体内部を二重にシールでき、シール性がより向上する。

請求項３の発明は、結合部材がクリップなので、環状膨出部と開口筒部の両上突部をクリップで結合する箇所が複数であっても弾性筒体内部で行うクリップの取付を作業性よく行なえる。

請求項４の発明は、結合部材が締め付けベルトなので、環状膨出部と開口筒部の両上突部の全周を締め付け部材で確実に締め付けるので、シール性をこの点でもより向上させることができる。

請求項５の発明は、箱状筐体が電池パックであるとしても、車両の作業穴と電池パックの上向き開口とを弾性筒体の離脱を確実に阻止し外部に対するシール性を確保して安定して締結できる。

本願請求項６の発明は、電池パックの上向き開口の開口内に配備された遮断装置本体上の端子金具に対するサービスプラグの着脱作業を行う空間を弾性筒体を用いてシール性よく保持できる。

本発明の一実施形態としての車両の筐体取付構造が適用された電池パックの取付構造の要部平面図である。 図１に示す車両の筐体取付構造の要部側面図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる作業穴、上向き開口、弾性筒体の要部拡大側断面図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる上向き開口の要部拡大斜視図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる上向き開口に嵌着される弾性筒体の拡大斜視図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる上半部の概略断面図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる上向き開口に嵌着される弾性筒体の概略断面図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる上向き開口の斜視図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる上向き開口に嵌着される弾性筒体の斜視図である。 図１に示す車両の筐体取付構造で用いる作業穴に蓋部材が締結された状態の斜視図である。 本発明の他の実施形態としての車両の筐体取付構造で用いる作業穴、上向き開口、弾性筒体の要部拡大側断面図である。 本発明の他の実施形態としての車両の筐体取付構造で用いる作業穴、上向き開口、弾性筒体の要部拡大側断面図である。

以下、本発明の第１の実施形態である車両の筐体取付構造について説明する。
図１は、本発明の車両の筐体取付構造としての電池パックの取付構造を備えた車両の後部のフレーム部を平面視で示し、図２は側面視で示した。
フレーム部Ｓａは車体の下部の骨格を成し、このフレーム部Ｓａに電池パックＡが取付け枠部Ｓｂにより取付けられる。ここで、電池パックＡは板金製のフロアパネル１の下面側に配置されている。このフロアパネル１は左右一対のサイドメンバ２を含むフレーム部Ｓａの所定位置に溶接によって固定されている。

フレーム部Ｓａは車体の前後方向Ｘに延びる左右一対のサイドメンバ２と、車体の幅方向Ｙに延びる前後複数のクロスメンバ３とを備える。クロスメンバ３は、サイドメンバ２の所定位置に溶接によって固定されている。
フレーム部Ｓａの前部Ｓａｆは、不図示のフロントサスペンションを介して前輪（不図示）を支持し、フレーム部Ｓａの後部Ｓａｒは、不図示のリヤサスペンションを介して不図示（不図示）の後輪を支持している。不図示のリヤサスペンションはトレーリングアーム式リヤサスペンションであり、そのアーム部（２点差線で示す）ａｍの揺動基端がサイドメンバ２の後部に溶着されたサスペンションアームサポートブラケット５の枢支部６に枢支されている。

図１、２に示すように、電池パックＡはその外殻部として扁平箱状を成すバッテリケース７を備える。バッテリケース７はその内部空間（バッテリ収納部）を複数のバッテリモジュール収容域７０３，７０４（図１の２点鎖線）や電気回路収納域７０５に区分けしている。図２に示すように、扁平箱状のバッテリケース７は上下に分割形成された上下半部７０１，７０２を重ねて形成され、それぞれは深皿状で、不図示の開口の周縁がフランジ部７０５，７０６を有した上下半部７０１，７０２を成している。
上下半部７０１，７０２は電気絶縁性を有する樹脂によって一体成形され、内部に補強用の金属製インサート部材（図示せず）が埋設されている。上下半部７０１，７０２の材料である樹脂は、例えばポリプロピレンからなる基材を、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さの短ガラス繊維によって強化したものである。

これら上下半部７０１，７０２は互いのフランジ部７０５，７０６をシール材（不図示）を介して重ね、互いをボルトと埋め込みナット（不図示）の締結処理により水密に固着され、扁平箱状の筐体として形成されている。
各バッテリモジュール収容域７０３，７０４にはそれぞれバッテリモジュールＢＭ（図１の２点鎖線参照）がずれなく支持される。このバッテリモジュールＢＭの一例はリチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したものである。

図３に示すように、電気回路収納域７０５には、バッテリモジュールＢＭの状態を検出するモニタや制御等をつかさどる電気部品（不図示）などが収納される。なお、図３中の符号ｂｘは車両の側突時等に電気回路収納域７０５の電気機器（不図示）を保護するケーシングを示す。
電気回路収納域７０５の中央には、特に、バッテリモジュールＢＭと外部の電気機器（不図示）とを電気的に断続する電気部品の一部である図８、９に示すような開閉手段１１が配備される。開閉手段１１は遮断装置本体１１１とそれに装着された一対の柱状の棒端子金具（不図示）に差込、離脱できるサービスプラグ１１３を備える。
サービスプラグ１１３には操作レバー１１４が一体的に取付けられ、操作レバー１１４のマニュアル操作によりサービスプラグ１１３の差込、離脱操作がなされる。

操作レバー１１４はヒンジ（不図示）を中心に上下方向に回動（倒伏および起立）させることができる。操作レバー１１４を起立させると、電池パックＡ内のバッテリモジュールＢＭの直列回路が分断されて電源遮断状態となる。操作レバー１１４を起立させて遮断装置本体１１１から引き抜くと、電源遮断状態が維持される。この断続操作は上半部７０１に形成された上向き開口１２と、後述の作業穴１４と、両者を上下に連通状態で結ぶ弾性筒体１８を介してフロアパネル１上の車内側より作業員により行なわれる。
図２に示すように、電池パックＡの上半部７０１は、その前側膨出壁ｗｆにサービスプラグ操作用の上向き開口１２と冷却風導入口１７が形成されている。上向き開口１２には縦向きで蛇腹状のブーツ部材である弾性筒体１８が取付けられる。この弾性筒体１８については、後に説明する。冷却風導入口１７にも蛇腹状のブーツ部材１９が取付けられている。
図３に示すように、上半部７０１の前側膨出壁ｗｆに形成された上向き開口１２の開口周縁からは上方に開口筒部２１が延出形成され、開口筒部２１の上端である突端より拡径方向に環状係止部２１１が屈曲して延出形成される。

ここで、電池パックＡの上半部７０１に形成された上向き開口１２はその内側下方に電気回路収納域７０５が配備され、そこに収納された電源開閉手段１１（図８参照）と対向するように形成されている。
図８、９に示すように、電源開閉手段１１は遮断装置本体１１１とそれに差し込み結合されているサービスプラグ１１３からなる。ここでの上向き開口１２は、サービスプラグ１１３を遮断装置本体１１１側の不図示の一対の端子金具より抜き出し、差し込むというマニュアル操作のための作業スペースを確保できるだけの断面積が確保され、ここでは楕円形状の穴に形成される。なお、上向き開口１２は円形でも多角形状を成しても良い。
図２に示すように、上向き開口１２の上方に位置するフロアパネル１の前側域には、プレス加工によって上に凸のフロア凸部７０ｂが形成されている。フロア凸部７０ｂにはメンテナンス用の作業穴１４が形成される。このフロア凸部７０ｂの上向き床板ｆ１の下側には電池パックＡの前側膨出壁ｗｆが対向して配置される。

図３に示すように、上向き床板ｆ１に形成された作業穴１４の回りに平坦な上向き面からなる環状周縁部２４が形成され、更にその環状周縁部２４の外周側には環状のビード部２５が形成され、これにより作業穴１４周りの剛性を強化し、保形性を保持する。
作業穴１４の環状周縁部２４には作業穴１４を覆う板状の蓋部材２６が開放可能に締結される。蓋部材２６は環状周縁部２４に重なる平面視で楕円形状の板状の蓋であり、中心部より拡径方向に環状段部ｄ（図１０参照）を屈曲形成して剛性を確保している。更に、蓋部材２６は環状周縁部２４に重なる板状の外周縁部の角部にボルト穴２７（図１参照）が形成され、このボルト穴２７と対向位置にある環状周縁部２４の角部（図８参照）にはネジ穴を有するナット部４１が溶着される。

図３に示すように、上向き床板ｆ１に形成された作業穴１４と、その下方の電池パックＡの上半部７０１に形成された上向き開口１２との間は弾性筒体１８により連通状態で連結される。
図３、図５、図７に示すように、弾性筒体１８は縦向きで蛇腹状の弾性変位可能なブーツ部材であり、上端にフランジ状の環状フランジ２９が延出形成され、下端に縮径方向に延出した環状膨出部３１が延出形成される。
組み付け時において、弾性筒体１８の上端部は環状フランジ２９を作業穴１４に差し込んだ上で、環状フランジ２９を環状周縁部２４の上に重なるように組み付ける。その上で、蓋部材２６を環状フランジ２９上に重ね、ボルト穴２７（図１参照）に通した締結ボルトＶを環状周縁部２４のナット部４１に締結することで、蓋部材２６を環状周縁部２４に環状フランジ２９を挟持した状態で締結する。これにより、蓋部材２６が水密性を保持して作業穴１４を閉鎖し、同時に、弾性筒体１８の上端部の環状フランジ２９を環状周縁部２４に離脱を防いで連結できる。

なお、図１１に示すように、環状フランジ２９の上面に環状の突状部ｂｒを形成しても良く、この場合、突状部ｂｒが開口隙間ｔｓの方向に弾性変形でき、この点でシール性が向上する。
一方、図３に示すように、弾性筒体１８の下端部１８１より縮径方向あって上向きに短筒状を成した環状膨出部３１が延出形成される。環状膨出部３１はその内周面が、開口筒部２１に微小隙間ｔ１を保って嵌着され、その外周面が本体１８１の下端側の内側面に所定隙間ｔ２を保って対向配備される。このように、環状膨出部３１は弾性筒体１８の下端より縮径方向で上向きに突き出し形成され、その上端が係止面に形成され、ここが開口筒部２１の突端の環状係止部２１１に上方向で係止され、上方向の抜けを確実に防止している。

図３、７に示すように、環状膨出部３１の内周面には内側環状リップ３２が微小隙間ｔ１を遮断するように突き出し形成され、先端が開口筒部２１の外周面に密着するように形成される。更に、環状膨出部３１と開口筒部２１の互いに重なる両環状上突部ｅ１は結合部材としてのクリップ３３により挟持されている。
図３に示すように、クリップ３３は金属長片からなる逆Ｕ字形の主部３３１と、その両端部に互いに向かい合う方向に屈曲形成された爪部３３２を備える。この両爪部３３２が両環状上突部ｅ１を挟圧するよう主部３３１が塑性変形されることで、両環状上突部ｅ１を一体的に結合できる。

なお、クリップ３３は両環状上突部ｅ１の周方向に複数個が分散配備され、複数箇所をそれぞれ一体的に結合する。クリップ３３の挟持作用と開口筒部２１の環状係止部２１１に環状膨出部３１の係止面が係止されて上方向の抜け防止作用が働くので、弾性筒体１８の下端が開口筒部２１に離脱を防止された状態で確実に連結される。しかも、環状膨出部３１の内側環状リップ３２が開口筒部２１に確実に弾性的に密着するので、この位置でのシール性を十分に確保できる。
更に、弾性筒体１８及び環状膨出部３１の下端は連続形成されており、ここでは弾性筒体１８の下端１８１より環状下向きリップ３４が延出形成される。図３に示すように、環状下向きリップ３４は上半部７０１の前側膨出壁ｗｆに形成された上向き開口１２の開口周縁に環状を成して密着する。このため、開口筒部２１の下端周縁に環状を成して密着する環状下向きリップ３４と内側環状リップ３２とで弾性筒体１８の内側域を二重にシールでき、シール性がより向上する。

このように、図１の第１の実施形態である電池パックの取付構造は、通常時においては、上向き床板ｆ１に形成された作業穴１４が蓋部材２６の締結と、環状フランジ２９を挟持したことにより、水密性を保持して密閉できる。更に、弾性筒体１８の下端と開口筒部２１とは環状膨出部３１の内側環状リップ３２と環状下向きリップ３４とが二重にシール機能を発揮でき、開口筒部２１内方のシール性がより向上する。しかも、開口筒部２１の環状係止部２１１に環状膨出部３１が係止されて上方向の抜け防止作用が働く上にクリップ３３の挟持作用により、環状膨出部３１と開口筒部２１の互いに重なる両環状上突部ｅ１が確実に挟持され、これにより、長期にわたり安定した電池パックの取付構造を確保できる。

一方、電池パックＡ内のメンテナンス時に電気回路収納域７０５の電源開閉手段１１を遮断操作するとする。この場合、図８に示すように、蓋部材２６の締結を解除し、開放された作業穴１４より弾性筒体１８、上向き開口１２を通し、サービスプラグ１１３を遮断装置本体１１１側の不図示の一対の端子金具より抜き出し、差し込むという着脱作業をマニュアル操作により容易に行える。
この際、上向き開口１２、弾性筒体１８、作業穴１４は楕円形状の比較的大きな断面積を確保しており、マニュアル操作を行う空間である十分な作業スペースを確保して、メンテナンス作業を行える。メンテナンス作業終了後は、蓋部材２６を作業穴１４に被せ、環状フランジ２９を挟持した状態で蓋部材２６をボルトＶで締結するので（図１０参照）、確実に弾性筒体１８上部をフロアパネル１側の環状周縁部２４に離脱を防止した状態で、水密性を保持して締結できる。

上述のところで、両環状上突部ｅ１をその周方向に複数分散配備された複数のクリップ３３で複数箇所を一体的に結合していたが、これに代えて、図１２に示すように、両環状上突部ｅ１を締め付け部材であるベルト３５により締結する構成としても良い。このベルト３５は開口筒部２１が円形の場合に採用されることが好ましい。このベルト３５を採用する場合も、図１に示す第１実施例の場合とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
上述のところにおいて、車両の筐体取付構造は電池パックＡの取付構造としたが、これに代えて箱状筐体はフロア下に設けられるその他の車載物を収容する構成を採っても良く、それらの場合も第１実施形態と同様の効果が得られる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ フロアパネル
７ バッテリケース
７０１，７０２ 上下半部
７０６，７０７ フランジ部
１２ 上向き開口
１４ 作業穴
１８ 弾性筒体
２１ 開口筒部
２１１ 環状係止部
２４ 環状周縁部
２６ 蓋部材
２９ 環状フランジ
３１ 環状膨出部
３２ 内側環状リップ
３３ 結合部材
ｅ１ 両上突部
ｆ１ 上向き壁
ｗｆ 前側膨出壁
Ａ 電池パック

Claims (6)

1. 車両のフロアに形成したメンテナンス用の作業穴とフロアの下側に配備された箱状筐体の上面壁に形成した上向き開口とを上下に延びる弾性筒体により連結し、前記作業穴の環状周縁部には該作業穴を覆う板状の蓋部材が開閉可能に締結される車両の筐体取付構造において、
   前記上向き開口には該上向き開口の開口縁より上方に延出する開口筒部と該開口筒部の突端より拡径方向に屈曲して延びる環状係止部とが形成され、
   前記弾性筒体の上端には該上端より拡径方向に延出し前記環状周縁部に重なり前記蓋部材と前記環状周縁部により挟持された状態で締結される環状フランジが形成され、
   前記弾性筒体の下端には該下端より縮径方向に延出し前記開口筒部の外周面に嵌着すると共に下方向から前記環状係止部に当接する環状膨出部を形成し、
   該環状膨出部の内周面には前記開口筒部に密着する内側環状リップが突設され、
   前記環状膨出部と前記開口筒部を挟持する結合部材により一体的に結合したことを特徴とする車両の筐体取付構造。
2. 請求項１記載の車両の筐体取付構造において、
   前記弾性筒体の下端及び環状膨出部のいずれかの部位に前記開口筒部の近傍の上面壁に環状を成して密着する環状下向きリップが延出形成されたことを特徴とする車両の筐体取付構造。
3. 請求項１又は２記載の車両の筐体取付構造において、
   前記結合部材はクリップであることを特徴とする車両の筐体取付構造。
4. 請求項１又は２記載の車両の筐体取付構造において、
   前記結合部材は締め付けベルトであることを特徴とする車両の筐体取付構造。
5. 請求項１、２又は３記載の車両の筐体取付構造において、
   前記箱状筐体は電池ユニットを収容保持する電池パックであることを特徴とする車両の筐体取付構造。
6. 請求項５記載の車両の筐体取付構造において、
   前記車両は電気自動車であり、前記上向き開口の直下位置には遮断装置本体と該遮断装置本体に設けた電源側電線の端子金具と負荷側電線の端子金具との導通又は非導通を切換えるサービスプラグとが配備されたことを特徴とする車両の筐体取付構造。

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